20 Mereni charakteristik optoclenu - Všichni Všem

Úkol měření: Změřte voltampérové charakteristiky vysílače a přijímače optočlenu.

Schéma zapojení:

Použité přístroje:
Název Ozn. Údaje Invent. Číslo
Stab. zdroj U1 0 – 20V / 1A LE4 1659
Stab. zdroj U2 0 – 20V / 1A LE4 1757
Potenciometr P1 580Ω/0,4A LE4 630
P2 4600Ω/0,25A LE4 526
Ochranný odpor RO 200Ω/0,63A LE4 678
Voltmetr V 0 - 1,2V 600V=1% 0.5
LE4 1645 31
Číslicový v. ČV MX 545 LE2 49
Ampérmetr mA 0 – 0,6mA 1
LE4 2124 76
Ampérmetr mA 0 – 0,6mA 1
LE4 2128
Optočlen OČ WK 16412; vys. IF=30mA; UF≤1,7V / při. P=50mW; UCE=20V; IC=10mA ---

Teorie: Optron se nejčastěji používá ke galvanickému oddělení obvodů. Izolační napětí mezi vstupními a výstupními obvody je až několik kilovoltů. Je tvořen vysílačem (nejčastěji GaAs luminiscenční dioda), přijímačem (fototranzistor) a přenosovou cestou (nejčastěji vláknový světlovod). Vše je umístěno do jednoho pouzdra. Optron převádí elektrický signál na optický a zpět na elektrický signál. Na chování optronu má vliv velikost proudu IF. Jestliže se IF zvětší, potom se zvětší i IC a naopak. K optronu se váže pojem přenosový poměr. Je to poměr proudu přijímače k proudu vysílače.

Postup: 1) Měření VA charakteristiky vysílače – IF=f(UF):
Nejdříve si zjistíme mezní parametry vysílače optronu (IFmax, UFmax). Měření voltampérové charakteristiky vysílače je stejné jako u měření charakteristik diody. Na diodě nastavujeme proud IF a odečítáme napětí UF, přitom dáváme pozor abychom nepřekročili některý z mezních parametrů.

2) Měření VA charakteristiky přijímače – Výstupní IC=f(UCE); IF=k:
Z katalogu si zjistíme mezní parametry (UCEmax, ICmax, PCmax) a zapojení vývodů optronu. Pomocí potenciometru P1 nastavíme požadovaný proud vysílače IF. Zvyšujeme napětí UCE dokud nedosáhneme některého z mezních parametrů. Od takto zjištěné hodnoty po vhodných skocích snižujeme UCE, odečítáme IC. Naměřené hodnoty zpracujeme tabelárně a graficky. Do grafu vyznačíme i mezní parametry optronu.

3) Měření VA charakteristiky přijímače – Převodní IC=f(IF); UCE=k:
Nejdříve upravíme zapojení obvodu a to tak, že vyřadíme P2. UCE nastavíme přímo na stabilizovaném zdroji. Při měření si na zdroji nastavíme UCE=konstantně. Zjistíme maximální hodnotu IF tak, aby nebylo překročeno ICmax. Nastavujeme IF a odečítáme IC.

Tabulky naměřených hodnot:

Optočlen: WK 16412; vysílač IF=30mA; UF≤1,7V přijímač P=50mW; UCE=20V

1) Charakteristika vysílače optronu v propustném směru:

IF(mA) 40 35 30 25 20 15 10 5
UF(V) 1,23 1,21 1,20 1,18 1,17 1,16 1,13 1,1

2) Výstupní charakteristika přijímače optronu:

IF=10mA IF=8mA IF=6mA IF=4mA IF=2mA
UCE(V) IC(mA) UCE(V) IC(mA) UCE(V) IC(mA) UCE(V) IC(mA) UCE(V) IC(mA)
0,40 10 1,4 10 4 7,6 5,5 4,6 13 1,8
0,35 9,2 1,3 10 3,5 7,6 5 4,6 11 1,75
0,30 8,6 1,2 10 3 7,4 4,5 4,4 9 1,65
0,25 8 1,1 10 2,5 7,2 4 4,4 7 1,55
0,20 6,4 1 10 2 7 3,5 4,2 5 1,5
0,15 4,2 0,9 10 1,5 7 3 4,2 4 1,45
0,10 1,4 0,8 10 1 6,8 2,5 4,2 3 1,4
0,7 9,5 0,5 6,6 2 4 2 1,35

Závěr: Po změření výstupních a převodních charakteristik charakteristik přijímače optronu a voltampérové charakteristiky vysílače optronu jsme připojili optočlen na osciloskop. Na něm jsme si mohli vyzkoušet jaké má optron dynamické vlastnosti.